物理选修3-4人教新课标第十二章机械波单元测试

1、限时规范特训(时间：45分钟分值：100分)12012·广西南宁二中、柳州高中、玉林高中高三联考理综卷在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的13个质点相邻两质点的距离均为0.1 m，如图甲所示在此均匀介质中一列横波沿直线向右传播，在t0时刻到达质点1，且质点1开始时是向上运动的，经过一段时间，在t0.6 s时刻第一次出现如图乙所示的波形，则该波的 ()A周期是0. 3 s，波长是0.8 mB周期是0.4 s，波长是0.8 mC频率是2.5 Hz，波速是2 m/sD频率是 Hz，波速是 m/s解析：根据图乙可知，波长0.8 m，质点1正在从平衡位置开始向上运动，质点13正在从平衡位置开

2、始向下运动，考虑到在t0时刻质点1是向上运动的，所以t0.6 snT，并且质点13的起振方向是从平衡位置向上，因为图乙是简谐振动第一次出现的波形，所以质点13也是第一次从平衡位置开始向下运动，据此可知n2，即2T0.6 s，T0.3 s，频率f1/T s，波速v/T0.8 m/0.3 s m/s.答案：AD22012·山东省临朐第六中学高三月考如图甲为一列横波在t 0时的波动图象，图乙为该波中x 2 m处质点P的振动图象，下列说法正确的是()A波速为4 m/sB波沿x轴负方向传播Ct 0.5 s，P点的动能最大Dt 2.5 s，P点振动路程为1.8 cm解析：根据图甲和图乙，可以直接

3、得到以下信息：4 m，T1 s，A0.2 cm，t 0时刻质点P正从平衡位置向上运动，t 0.5s时P点位于平衡位置根据以上信息可知：波速v/T4 m/s；波沿x轴正方向传播；t 0.5 s时P点的速度最大，动能最大；t 2.5 s2.5T，P点振动路程s2.5×4A2 cm.综上可知，本题答案为AC.答案：AC32012·福建省师大附中高三考试一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为，若在x0处质点的振动图象如图甲所示，则该波在tT/2时刻的波形曲线为乙图中的()解析：根据图甲可知，在tT/2时刻，位于x0处的质点正在从平衡位置向下运动；观察图乙各图，显然选项C、D

4、可以排除，比较选项A和B，首先要根据波源的大致位置或波的传播方向，找出位于x0处质点前边的质点位置，显然，选项A正确答案：A42012·四川高考一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45 m，如图所示是A处质点的振动图象当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是()A4.5 m/s B3.0 m/sC1.5 m/s D0.7 m/s解析：由波的图象及周期性可以判断AB(n)0.45 m，所以 m，由振动图象可知周期T0.4 s，所以波速v m/s.当n0时，v4.5 m/s；当n1时，v0.9 m/s；当n2时，v0.5 m/s

5、，所以只有选项A正确答案：A5如图所示，位于介质和分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()Af12f2，v1v2 Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2 Df10.5f2，v1v2解析：因为机械波的波速由介质决定，频率由振源决定，所以f1f2；由图知：132L，得122，由v·f得v12v2，故C正确答案：C6. 一列简谐横波沿x轴传播，t0时的波形如图所示，质点A与质点B相距1 m，A点速度沿y轴正方向；t0.02 s时，质点A第一次到达正向最大位移处，由此可知()A此波的传播速度为

6、25 m/sB此波沿x轴负方向传播C从t0时起，经过0.04 s，质点A沿波传播方向迁移了1 mD在t0.04 s时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴负方向解析：本题综合考查机械波知识，学生利用基础知识分析波动问题的能力由A点向上振动，可判定波沿x方向传播，B选项正确又由波动图象看出，波长2 m，经t0.02 s质点A第一次到达最大位移处，则tT/4，T0.08 s，所以波速v/Tm/s25 m/s，故A项正确波传播过程，质点A并不随波迁移，C错经t0.04 s质点B处在平衡位置，速度沿y方向，D项错误答案：AB7. 图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t0和t0.03 s时刻的波形图

7、，x1.2 m处的质点在t0.03 s时刻向y轴正方向运动，则()A该波的频率可能是125 HzB该波的波速可能是10 m/sCt0时x1.4 m处质点的加速度方向沿y轴正方向D各质点在0.03 s内随波迁移0.9 m解析：由题可知波向右传播，则0.03nTT，T，当n3时，T0.008 s，f125 Hz，A选项正确波速v，1.2 m，代入数据得B选项错误当t0时刻，x1.4 m时，质点加速度方向沿y轴负方向，C选项错误各质点只是上下振动，不随波迁移，D选项错误答案：A8. 一简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻其波形如图所示下列说法正确的是()A由波形图可知该波的波长B由波形图可知该波的周期C

8、经周期后质元P运动到Q点D经周期后质元R的速度变为零解析：由波动图象可得出波长为4 cm，波沿x轴正方向传播，经过1/4周期后，质元P运动到最大位移处，不随波迁移，质元R运动到负向最大位移处，速度为零，所以A、D选项正确答案：AD9如图所示，在平面xy内有一沿水平x轴正方向传播的简谐横波，波速为3.0 m/s，频率为2.5 Hz，振幅为8.0×102 m，已知t0时刻P点质点的位移为y4.0×102 m，速度沿y轴正方向，Q点在P点右方9.0×101 m处，对于Q处的质点来说()A在t0时，位移为y4.0×102 mB在t0，速度沿y轴负方向C在t0.1

9、 s时，位移为y4.0×102 mD在t0.1 s，速度沿y轴正方向解析：由波速公式vf可得波长 m1.2 m，P、Q间距，即x.由题意可画出t0时波形图如图所示，即Q点在该时刻速度沿y轴负方向，B正确T0.4 s，故0.1 s，经0.1 s，Q点位移与原来P点的位移等大反向，故C正确答案：BC10某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图)在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则()AP先开始振动，震源距地震仪约36 kmBP先开始振动，震源距地震仪约25 kmCH先开始振

10、动，震源距地震仪约36 kmDH先开始振动，震源距地震仪约25 km解析：由两种波的传播速率可知，纵波先传到地震仪，设所需时间为t，则横波传到地震仪的时间为(t5) s由位移关系可得4(t5)9t，t4 s，距离lvt36 km，故A正确答案：A11图示为一简谐波在t0时刻的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为yAsin5t，求该波的波速，并画出t0.3 s时的波形图(至少画出一个波长)解析：由简谐运动表达式可知5 rad/s，t0时刻质点P向上运动，故波沿x轴正方向传播由波形图读出波长4 m.T由波速公式v联立式，代入数据可得v10 m/st0.3 s时的波形图如图所示12某同学用一根

11、弹性绳进行机械波的实验用手握住绳的一端做周期为1 s的简谐运动，在绳上形成一列简谐波以弹性绳为x轴，手握住的一端为坐标原点O，且从波传到x1 m处的M点开始计时，如图所示，求：(1)当时间t为多少时，平衡位置在x4.5 m处的N质点恰好第一次从平衡位置向y轴正方向运动？(2)画出上问中t时刻弹性绳上的波形图解析：(1)由题图可知，2 m，则v2 m/s波从M点传到N点时间t1 s1.75 s绳上各点开始起振时，先向下运动，故N点向上通过平衡位置还需要T的时间故tt1T1.75 s0.5 s2.25 s.(2)t2.25 s时波形图如图所示13有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波

12、速均为v2.5 m/s，在t0时，两列波的波峰正好在x2.5 m处重合，如图所示(1)求两列波的周期Ta和Tb；(2)求t0时，两列波的波峰重合处的所有位置；(3)分析并判断在t0时是否存在两列波的波谷重合处某同学的分析如下：既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在只要找到这两列波半波长的最小公倍数，即可得到波谷与波谷重合处的所有位置你认为该同学的分析正确吗？若正确，求出这些点的位置若不正确，指出错误处并通过计算说明理由解析：(1)从图中可以看出两列波的波长分别为a2.5 m，b4.0 m，因此它们的周期分别为Ta s1 sTb s1.6 s(2)两列波波长的最小公倍数为s10 m，t0时，两列波的波峰重合处的所有位置为x(2.5